Plattenwärmetauscher als Verdampfer und Kondensator-1
Plattenwärmetauscher (PHEs) werden seit den 1980er Jahren in größeren Wärmepumpensystemen und Kühlsystemen installiert. Techniker, die sich mit diesen Systemen befassen, müssen einige spezifische Details ihrer Funktionsweise kennen.
Teil eins dieses Artikels befasste sich mit dem PHE-Design, der Montage und Wartung vor Ort, der Leckanzeige, dem Gefrierrisiko und dem Widerstand gegen Vibrationen, Druck und seismische Ereignisse. Diese Woche setzt der Artikel seine Diskussionen über den Plattenwärmetauscher als Verdampfer und Kondensator fort.
VERDAMPFER
Insbesondere als Verdampfer weist der PHE die Eigenschaften eines hohen Turbulenzgrades und hoher Scherkräfte in der komplexen Kanalgeometrie auf, die zu Folgendem führen:
· Die Fähigkeit zur stabilen Kapazitätsregulierung;
· Relativ hohe Wärmeübertragungsraten, auch in der Vorheizzone;
· In Direktexpansionssystemen hohe Wärmeübertragungsraten auch in der Überhitzungszone (der Druckabfall in der Überhitzungszone ist relativ gering, da dies in einer Fortsetzung der relativ großen Anzahl von Kanälen auftritt, die zur Verdampfung verwendet werden);
· Die Strömung ist homogen und führt zu einem effektiven Transport der Dampfphase, des Öls und (falls vorhanden) des Inertgases. Diese weisen ansonsten einen hohen Widerstand gegen Wärmeübertragung auf. Die hohe Scherung mit dem resultierenden homogenen Fluss eliminiert die Entwicklung des Filmsiedens, was ansonsten die Wärmeübertragung ernsthaft beeinträchtigen kann;
· Hoher Gesamtwärmeübergangskoeffizient; auch bei Gefrierarbeiten mit hochkonzentriertem Glykol, Ethanol oder CaC12 oder zur Ölkühlung;
· Geringe Verschmutzungsbeständigkeit; und
· Aufgrund des reinen Gegenstrom- (oder Co-) Strombetriebs und des geringen Verschmutzungswiderstands ist es möglich, bei einer im Vergleich zum gekühlten Medium hohen Verdampfungstemperatur zu arbeiten. In einigen Fällen ist es möglich, die nächstkleinere Kompressorgröße im Vergleich zu der zu verwenden, die bei anderen Arten von Verdampfern erforderlich wäre. In jedem Fall können hohe Chill-Faktoren zu angemessenen Investitionskosten erzielt werden.
Untertauchende Verdampfung
Eine (natürliche) Thermosiphon-Zirkulation wird erhalten, wenn der Druckabfall innerhalb des Wärmetauschers den äußeren Flüssigkeitskopf ausgleicht; Es wird keine Pumpe benötigt, um die zu verdampfende Flüssigkeit dem Wärmetauscher zuzuführen.
Der Plattenwärmetauscher ist für diesen Prozess gut geeignet, da sich der Flüssigkeitskopf in der Knockout-Trommel ungefähr auf dem gleichen Niveau befindet wie der obere PHE-Anschluss (Auslass).
KÄLTEMITTELVOLUMEN
Das Gesamtsystemvolumen kann niedrig gehalten und die Rohrleitungen aufgrund des geringen Kältemittelvolumens und des geringen Zirkulationsverhältnisses (hoher Austrittsdampfanteil) im PHE mit kleinem Durchmesser hergestellt werden. Die Knockout-Trommel kann auch relativ klein sein.
Untergetauchte Verdampfung mit geringer Flüssigphasengeschwindigkeit im Einlasskrümmer bedeutet, dass eine große Anzahl von Platten in den Rahmen eingebaut werden kann. Die größten Verdampfer haben ungefähr 300 Kältemittelkanäle (600 Platten) mit einer Kapazität von ungefähr 6 MW bei R-12 und 8 MW bei Ammoniak.
